EP1931527A1 - Dispositif de suspension pour véhicule - Google Patents

Dispositif de suspension pour véhicule

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Publication number
EP1931527A1
EP1931527A1 EP06793879A EP06793879A EP1931527A1 EP 1931527 A1 EP1931527 A1 EP 1931527A1 EP 06793879 A EP06793879 A EP 06793879A EP 06793879 A EP06793879 A EP 06793879A EP 1931527 A1 EP1931527 A1 EP 1931527A1
Authority
EP
European Patent Office
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wheel
camber
slide
rocker
axle
Prior art date
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Application number
EP06793879A
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German (de)
English (en)
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EP1931527B1 (fr
Inventor
Alain Vaxelaire
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Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Michelin Recherche et Technique SA France
Societe de Technologie Michelin SAS
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Michelin Recherche et Technique SA France
Societe de Technologie Michelin SAS
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP1931527B1 publication Critical patent/EP1931527B1/fr
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    • B60G7/00—Pivoted suspension arms; Accessories thereof
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G21/007—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces means for adjusting the wheel inclination
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    • B60G3/18—Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram
    • B60G3/20—Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram all arms being rigid
    • B60G3/26—Means for maintaining substantially-constant wheel camber during suspension movement ; Means for controlling the variation of the wheel position during suspension movement
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    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/50—Constructional features of wheel supports or knuckles, e.g. steering knuckles, spindle attachments

Definitions

  • the present invention relates to the ground connection of motor vehicles, in particular the suspension and wheel support devices allowing a camber degree of freedom of the wheel relative to the suspension elements.
  • the invention relates more particularly to the suspension of passenger cars and motor racing vehicles.
  • the suspension devices have two main functions that must be provided simultaneously at any time during operation. One of these functions is to suspend the vehicle, that is to say allow substantially vertical oscillations of each wheel. The other function of these devices is to guide the wheel, ie to control the angular position of the wheel plane.
  • wheel plane is the plane, connected to the wheel, which is perpendicular to the axis of the wheel and which passes through the center of the static contact area on the ground when the wheel is vertical.
  • the wheel plane thus defined is therefore integral with the wheel axle and its orientation varies as that of the wheel.
  • the angular position of the wheel plane relative to the vehicle body is defined by two angles, the camber angle and the steering angle.
  • the camber angle of a wheel is the angle separating, in a transverse plane perpendicular to the ground, the wheel plane of the median plane of the vehicle.
  • the steering angle of a wheel is the angle separating, in a horizontal plane parallel to the ground, the wheel plane of the median plane of the vehicle.
  • the camber plane can be defined as the plane orthogonal to the ground, transverse to the vehicle and passing through the center of the contact area of the wheel on the ground. This is the plane in which the camber movement takes place.
  • Patent application EP 1070609 discloses a suspension device allowing a camber degree of freedom of the wheel substantially independent of the suspension movements. Suspension movements are allowed through a multi-arm or double-triangle system. The camber variations are caused by movements of the articulation points of the arms relative to the vehicle body.
  • the international application WO 04/058521 discloses another wheel support device for a camber degree of freedom of the wheel relative to the suspension elements.
  • the camber means comprise a triple hinge linked on the one hand to the wheel carrier and on the other hand to the suspension elements, said triple hinge comprising two cheeks and two levers, each of the levers being secured respectively to one of the two cheeks , the levers being linked on the one hand to the wheel carrier and on the other hand to the suspension elements.
  • An object of the invention is to provide a suspension device that overcomes at least some of the aforementioned drawbacks.
  • a suspension device of a wheel relative to the body of a vehicle said device allowing a substantially vertical suspension movement and a camber movement of the wheel carrier relative to the body of the vehicle.
  • vehicle comprising a slide and a lower arm, the slide comprising an upper part and a lower part movable relative to the other, the upper part being connected to the body and the lower part being connected to the carrier.
  • wheel the device further comprising a rocker articulated in the camber plane on the one hand to the lower arm and on the other hand via a connecting rod to the wheel carrier, the rocker being further articulated in the plane of camber at the bottom of the slide.
  • the connecting rod is articulated respectively to the rocker and the wheel holder via pivot connections. More preferably, the lower part of the slide is articulated to the wheel carrier via a ball joint. In this case, the lower part of the slide is preferably articulated to the rocker by means of a ball joint, a return arm limiting the rotation of the lower part of the slide.
  • the lower part of the slide can be articulated to the rocker via a pivot connection.
  • the lower arm is a triangle, the rocker being hinged to the triangle by means of a ball joint, the device further comprising a steering rod acting directly on the rocker.
  • the suspension spring acts within the slide.
  • the invention also relates to a vehicle axle comprising for each wheel of the axle a suspension device according to the invention.
  • the axle further comprises camber connecting means making the camber of each wheel depending on the camber of the other wheel of the axle.
  • the camber connecting means also provide the anti-roll function of the axle.
  • the anti-roll function is provided by a transverse bar antiroulis biased in torsion, the camber connection being provided by a transverse movement of the anti-roll bar relative to the body.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising an axle according to the invention.
  • Figures 1 to 3 schematic views in a longitudinal direction of the suspension device of the invention in three different camber positions.
  • Figures 10 and 11 are perspective views of a preferred embodiment of the device.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of the embodiment of FIGS. 10 and 11.
  • FIGS. 13 to 20 are schematic perspective views of axles according to various preferred embodiments of the invention.
  • FIG 1 there is shown a suspension device according to the invention.
  • the device 1 comprises a slide 5 and a lower arm 6.
  • the slide 5 comprises an upper part 52 connected to the body 8 and a lower part 51 connected to the wheel carrier 3.
  • the vertical suspension movement of the wheel 2, c ' that is to say the vertical movement of the wheel carrier 3 relative to the body 8 of the vehicle is allowed by the relative movement of the two parts of the slide.
  • the suspension system further comprises a rocker 4 articulated in the camber plane on the one hand to the lower arm 6 and on the other hand to the wheel carrier 3 via a connecting rod 7.
  • the rocker 4 is moreover articulated in the camber plane at the lower part 51 of the slide.
  • the camber is represented as zero (that is, the plane of the wheel PR corresponds to the vertical plane PV perpendicular to the ground S).
  • Figures 2 and 3 show the device of Figure 1 in different camber positions.
  • the wheel is inclined towards the inside of the vehicle (the camber is negative).
  • the wheel is inclined towards the outside of the vehicle (the camber is positive).
  • the camber movement of the wheel relative to the body is related to oscillations of the rocker 4 relative to the slide 5 and the lower arm 6.
  • the suspension spring 9 can be associated with the slide 5 and thus constitute a strut in a manner known per se.
  • the suspension spring 9 can be independent of the slide 5 and act for example directly between the body 8 and the lower arm 6.
  • the lower portion 51 of the slide comprises a first ball joint 241 with the rocker 4 and a second ball joint 251 with the wheel carrier 3.
  • the rod 71 comprises a first link pivot along the axis 27 with the rocker 4 and a second pivot connection along the axis 28 with the wheel carrier 3.
  • the axes 27 and 28 are preferably parallel and substantially horizontal. These two pivot connections making it possible to transmit the steering forces of the wheel carrier to the lower arm 6 and the rod 61 via the connecting rod 71.
  • the axis 23 is the axis about which the rocker 4 oscillates relative to the lower arm 6 and steering rod 61.
  • the upper attachment point 54 of the slide to the vehicle body is aligned with the ball joints 241 and 251 and with the axis A of the slide.
  • This geometric condition ensures that camber movements and suspension movements remain independent of the rotation of the strut.
  • the lower portion 51 of the strut may include a torque recovery arm 53 adapted to limit said rotation (and therefore its effects).
  • the recovery arm 53 can be supported on the rocker 4 via a suitable connection. Although there is shown here a ball joint 242, a simple support is sufficient and avoids any hyperstatism. The stiffness of this connection can be much lower than that of the ball 241.
  • the recovery arm 53 can be rigidly connected to the slide as shown here but it can also be articulated on the slide, provided that the arm can limit the rotation from the slide.
  • Figure 8 shows an alternative embodiment to that of Figure 7.
  • the difference is precisely the articulation of the strut (that is to say its lower part 51) on the rocker 4.
  • This articulation uses here a pivot 243 operating along an axis 24.
  • This pivot thus ensures the rotational holding of the slide instead of the arm 53 of Figure 7.
  • This configuration requires, because of its hyperstatic character, good accuracy in the realization of the pivots and kneecaps.
  • the axes 23, 24, 27 and 28 are parallel and substantially horizontal.
  • the configuration of Figure 9 also uses a pivot connection 243 of axis 24 between the lower portion 51 of the strut and the rocker 4 but further a pivot connection 252 of axis 25 between the strut and the wheel carrier 3.
  • the rod 72 can then be articulated between the rocker and the wheel holder by simple point connections (ball joints or functional equivalents).
  • the steering forces of the wheel are transmitted from the wheel carrier 3 to the lower arm 6 and the rod 61 through the lower portion 51 of the slide.
  • the connecting rod 71 which ensures this transmission.
  • the axes 23, 24 and 25 are parallel and substantially horizontal.
  • FIGS 10 to 12 there is shown in different views an embodiment of the suspension device according to the invention.
  • This embodiment corresponds more particularly to the principle described in Figure 7, it is here specially adapted for a front wheel drive and director of a passenger vehicle.
  • the wheel is not shown to simplify the reading of the drawings, but the skilled person can rely on the position of the brake disc to understand the layout of the various elements.
  • the lower suspension arm is here a triangle 6 and the steering of the wheel is controlled by a steering rod 61 placed in front of the triangle.
  • the lower part 51 of the strut 5 comprises a horn 55 extending to its articulation ( by a ball 251) on the wheel carrier 3. This horn is also articulated in its central part to the rocker 4 by means of a ball 241.
  • the lower portion 51 of the slide 5 comprises a recovery arm 53 also linked The role of this arm is to control the rotation of the slide as described in Figure 7.
  • the lower portion 51 comprises in a manner known per se a clevis assembly with the combined spring-damper. To establish the comparison with the principles shown in Figures 1 to 4, note that the lower portion 51 of the slide 5 here includes the horn 55, the arm 53 and the body of the damper.
  • the upper part 52 essentially corresponds to the rod of the telescopic damper. These two parts are movable relative to each other to provide the degree of freedom of vertical suspension of the vehicle. In addition, the turning of the wheel is accompanied by a rotation of the lower part 51 around the rod of the strut.
  • the connecting rod 71 connects the rocker 4 to the ratchet 3 via the axes 27 and 28 and thus ensures the transmission of the steering forces from the wheel carrier to the steering rod 61.
  • the steering rod 61 is connected via a ball joint 232 to the rocker 4.
  • the rocker is further linked to the lower triangle 6 by a ball 231.
  • the axis 23 is defined by these two ball joints, this is the axis around which can rock the rocker relative to the box. It is also seen (particularly in Figure 11) that this configuration allows the passage of a transmission shaft between the horn 55 and the arm 53 and in the center of an obviously provided in the rocker 4.
  • Figure 12 shows an exploded view of the essential elements of this embodiment to facilitate understanding of this preferred configuration.
  • the ball 232 of the steering rod 61 is fixed in the clevis 233 of the rocker 4
  • the lower ball 251 of the wheel carrier 3 is fixed to the end 253 of the horn 55
  • the ball 241 of the horn 55 is fixed to the eye 243 of the rocker 4
  • the lower ball 231 of the rocker 4 is fixed to the end 234 of the lower arm 6
  • the recovery arm 53 is connected to the rocker 4 by the hinge 242 and the connecting rod 71 is fixed by its axis 28 to the wheel carrier 3 and by its axis 27 to the rocker 4.
  • articulation 242 which links the recovery arm 53 to the rocker 4.
  • This joint is preferably elastomeric and relatively flexible to allow small movements without generating significant effort .
  • the ball joints 241, 231 and 251 are preferably very rigid because they condition the precision of the wheel guidance, in particular in camber and steering.
  • the pivots of the rod 71 on the rocker 4 and on the wheel carrier 3 are preferably of high rigidity, for example made by plain bearings or ball bearings, needle or roller.
  • FIG. 13 to 18 show particular examples of axles according to the invention.
  • An axle according to the invention comprises for each wheel a suspension device (1 and 1 ') according to the invention.
  • the camber movements of the two wheels of the axle are further linked by means of camber connecting means, for example as those described in the published application WO 05/021294 or in the application filed under the number FR 04/06930. More preferably, the camber connection is provided by means of the translation of the anti-roll bar of the axle.
  • FIGS. 13 to 18 various embodiments of a preferred characteristic of the suspension devices according to the invention, which relate the camber movements of one wheel relative to the other wheel of the same, have thus been represented.
  • Figures 13 to 18 show axles taking for each wheel of a front or rear train the diagram of Figure 7. Let us assume that the front of the vehicle is on the right of the figures.
  • an anti-roll bar 100 connects the lower triangles 6 and 6 'in order to transfer a portion of the load from one wheel to the other in case of different suspension travel in known manner per se .
  • the anti-roll bar 100 is guided in rotation and in translation along the axis AB relative to the body by supports 101 and 101 'and connected to each triangle by vertical tie rods 102 and 102'.
  • the anti-roll bar also provides a camber link function.
  • horizontal tie rods 103 and 103 ' bind the anti-roll bar to the two rockers 4 and 4'.
  • the camber oscillations of the rockers cause a translation (along the axis AB) of the anti-roll bar and are thus made dependent on one another.
  • the pivot axis AB of the anti-roll bar is in front of the axle and the horizontal tie rods act on the vertical tie rods.
  • the anti-roll bar is behind the axle and the horizontal tie rods (103, 103 ') act directly on the bar, not far from its pivot axis AB.
  • the anti-roll bar is in front of the axle and the horizontal tie rods (103, 103 ') are connected to the wheel carriers 3 and 3'. They act on the bar via the vertical tie rods (102, 102 ').
  • the horizontal tie rods (103, 103 ') are connected to the lower portions 51 and 51' of the slides. They act on the bar via the vertical tie rods (102, 102 '), that is to say that they use them as lever amplifying the forces transmitted to the bar and reducing the transverse stroke of the bar in its supports.
  • the horizontal tie rods (103, 103 ') are connected to the rockers 4 and 4'. They act directly on the bar.
  • the vertical tie rods (102, 102 ') are connected to the lower part of the strut, for example to the body of the damper.
  • the anti-roll bar is behind the axle. It is directly related to the lower parts 51 and 51 'without pulling, neither vertical nor horizontal.
  • the supports of the anti-roll bar relative to the body are also different in that they use substantially vertical rods 104 and 104 '.
  • a cylinder 110 capable of influencing the oscillating movements of the link 104, that is to say the translation of the anti-roll bar 100 and thus the camber movements of the wheels of the wheel, is shown in FIG. 'axle.
  • This jack may be a controlled actuator (for example depending on vehicle running parameters) or a simple passive damper.
  • FIGS 13 to 18 illustrate some possible configurations of the camber connection made through the translation of the anti-roll bar, many other configurations are possible.
  • This camber linking principle can in fact be applied to any wheel camber suspension device, such as those described in patent applications published under the numbers WO 01/072572, EP 1247663, EP 1275534, WO 04/052666, WO 04/058521 or WO 05/021294 or in the applications filed under the numbers FR 04/06930, FR 04/07409 or FR 05/04271.
  • FIG. 19 shows the example of a camber connection made by means of the translation of the anti-roll bar in the case of a suspension device according to the applications WO 01/072572, WO 04 / 058521, FR 04/06930 or
  • the camber movements of the wheel 2 are related to those of the opposite wheel 2 '(right in this figure) through the translation of the anti-roll bar 100 in the supports 101 and 101 '.
  • FIG. 20 shows the example of a camber connection made by means of the translation of the anti-roll bar in the case of a suspension device according to the applications WO 04/052666, FR 04 / 07409 or FR 05/04271.
  • the anti-roll bar 100 is here linked by a vertical tie rod 102 to the lower arm and a horizontal tie rod 103 links the end of the vertical tie rod to one of the camber levers (here lever 54).
  • the camber movements of the wheel 2 (left in this figure) are related to those of the opposite wheel
  • a lower arm 6 in the form of a triangle.
  • This triangle can of course, in a manner known per se, be replaced by two arms arranged in a triangle.
  • the lower arm can of course take the form of a trapezium and ensure alone steering wheel (ie without using a rod of clip 61).
  • pivot denotes indifferently a connection allowing both a rotation about an axis and a translation along the same axis (generally referred to as “ sliding pivot ”) and a connection allowing only the rotation about the axis (which is generally referred to as” non-sliding pivot ").
  • sliding pivot a connection allowing both a rotation about an axis and a translation along the same axis
  • non-sliding pivot a connection allowing only the rotation about the axis

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

Dispositif de suspension pour véhicule
[0001] La présente invention concerne la liaison au sol des véhicules automobiles, en particulier les dispositifs de suspension et de support de roue permettant un degré de liberté de carrossage de la roue par rapport aux éléments de suspension.
[0002] L'invention concerne plus particulièrement la suspension des véhicules de tourisme (passenger cars) et des véhicules de compétition automobile.
[0003] Les dispositifs de suspension ont deux fonctions principales qui doivent être assurées simultanément à tout moment lors du fonctionnement. L'une de ces fonctions est de suspendre le véhicule, c'est à dire permettre des oscillations sensiblement verticales de chaque roue. L'autre fonction de ces dispositifs est de guider la roue c'est à dire contrôler la position angulaire du plan de roue.
[0004] On appelle "plan de roue" le plan, lié à la roue, qui est perpendiculaire à l'axe de la roue et qui passe par le centre de l'aire de contact statique au sol lorsque la roue est verticale. Le plan de roue ainsi défini est donc solidaire de l'axe de roue et son orientation varie comme celle de la roue.
[0005] La position angulaire du plan de roue par rapport à la caisse du véhicule est définie par deux angles, l'angle de carrossage et l'angle de braquage. L'angle de carrossage d'une roue est l'angle séparant, dans un plan transversal perpendiculaire au sol, le plan de roue du plan médian du véhicule.
[0006] L'angle de braquage d'une roue est l'angle séparant, dans un plan horizontal parallèle au sol, le plan de roue du plan médian du véhicule. [0007] Le plan de carrossage peut être défini comme le plan orthogonal au sol, transversal au véhicule et passant par le centre de l'aire de contact de la roue sur le sol. C'est le plan dans lequel a lieu le mouvement de carrossage.
[0008] La demande de brevet EP 1070609 décrit un dispositif de suspension permettant un degré de liberté de carrossage de la roue sensiblement indépendant des mouvements de suspension. Les mouvements de suspension sont permis grâce à un système multi-bras ou à double triangle. Les variations de carrossage sont provoquées par des déplacements des points d'articulation des bras par rapport à la caisse du véhicule.
[0009] La demande internationale WO 01/72572 décrit un dispositif de suspension dans lequel c'est le support de roue qui permet un degré de liberté de carrossage de la roue par rapport aux éléments de suspension. Ce degré de liberté est contrôlé soit de manière active, par exemple par un vérin en fonction de paramètres de roulage du véhicule, soit de manière passive par les efforts qui s'exercent sur la roue dans l'aire de contact.
[0010] La demande internationale WO 04/058521 décrit un autre dispositif de support de roue permettant un degré de liberté de carrossage de la roue par rapport aux éléments de suspension. Les moyens de carrossage comprennent une triple charnière liée d'une part au porte-roue et d'autre part aux éléments de suspension, ladite triple charnière comprenant deux joues et deux leviers, chacun des leviers étant respectivement solidaire de l'une des deux joues, les leviers étant liés d'une part au porte-roue et d'autre part aux éléments de suspension.
[0011] Dans les dispositifs de support et de suspension décrits dans les demandes de brevets citées plus haut, on a ajouté, par rapport à des dispositifs de suspension conventionnels, un degré de liberté afin de permettre le carrossage de la roue par rapport à la caisse. Cette mobilité supplémentaire peut être réalisée de plusieurs manières différentes mais il est constant que le fait d'augmenter le nombre de pièces et le nombre de rotules ou de pivots à tendance à dégrader la rigidité et/ou la robustesse du système complet. Ces systèmes sont également relativement coûteux. D'autre part, le volume occupé par les systèmes de suspension sur les véhicules automobiles est sans cesse remis en cause au profit de l'habitacle ou des roues.
[0012] Un objectif de l'invention est de proposer un dispositif de suspension qui permette de pallier au moins certains des inconvénients précités.
[0013] Cet objectif est atteint par un dispositif de suspension d'une roue par rapport à la caisse d'un véhicule, ledit dispositif autorisant un mouvement de suspension sensiblement vertical et un mouvement de carrossage du porte-roue par rapport à la caisse du véhicule, le dispositif comprenant une coulisse et un bras inférieur, la coulisse comprenant une partie supérieure et une partie inférieure mobiles l'une par rapport à l'autre, la partie supérieure étant liée à la caisse et la partie inférieure étant liée au porte-roue, le dispositif comprenant en outre un basculeur articulé dans le plan de carrossage d'une part au bras inférieur et d'autre part par l'intermédiaire d'une bielle au porte-roue, le basculeur étant en outre articulé dans le plan de carrossage à la partie inférieure de la coulisse.
[0014] De préférence, la bielle est articulée respectivement au basculeur et au porte-roue par l'intermédiaire de liaisons pivot. De préférence encore, la partie inférieure de la coulisse est articulée au porte-roue par l'intermédiaire d'une liaison rotule. Dans ce cas, la partie inférieure de la coulisse est de préférence articulée au basculeur par l'intermédiaire d'une liaison rotule, un bras de reprise limitant la rotation de la partie inférieur de la coulisse.
[0015] Alternativement, la partie inférieure de la coulisse peut être articulée au basculeur par l'intermédiaire d'une liaison pivot. [0016] De préférence, le bras inférieur est un triangle, le basculeur étant articulé au triangle par l'intermédiaire d'une liaison rotule, le dispositif comprenant en outre une bielle de direction agissant directement sur le basculeur.
[0017] De préférence, le ressort de suspension agit au sein de la coulisse.
[0018] L'invention concerne également un essieu pour véhicule comprenant pour chaque roue de l'essieu un dispositif de suspension selon l'invention.
[0019] De préférence, l'essieu comprend en outre des moyens de liaison en carrossage rendant le carrossage de chaque roue dépendant du carrossage de l'autre roue de l'essieu.
[0020] De préférence, les moyens de liaison en carrossage assurent en outre la fonction anti-roulis de l'essieu.
[0021] De préférence encore, la fonction anti-roulis est assurée par une barre antiroulis transversale sollicitée en torsion, la liaison en carrossage étant assurée par un mouvement transversal de la barre anti-roulis par rapport à la caisse.
[0022] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un essieu selon l'invention.
[0023] L'invention sera mieux comprise grâce à la description des figures qui représentent respectivement:
• Figures 1 à 3: vues schématiques selon une direction longitudinale du dispositif de suspension de l'invention dans trois positions de carrossage différentes.
• Figures 4 et 5: vues schématiques selon une direction longitudinale de deux modes de réalisation différents du dispositif de suspension de l'invention. • Figures 6 à 9: vues schématiques en perspective de différents modes de réalisation du dispositif.
• Figures 10 et 11 : vues en perspective d'un mode de réalisation préféré du dispositif.
• Figure 12: vue éclatée et en perspective du mode de réalisation des figures 10 et 11. " Figures 13 à 20: vues schématiques en perspective d'essieux selon différents modes de réalisation préférés de l'invention.
[0024] Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes numéros de références. Leur description n'est donc pas reprise systématiquement.
[0025] A la figure 1, on a représenté un dispositif de suspension selon l'invention. Le dispositif 1 comprend une coulisse 5 et un bras inférieur 6. La coulisse 5 comprend une partie supérieure 52 liée à la caisse 8 et une partie inférieure 51 liée au porte-roue 3. Le mouvement de suspension verticale de la roue 2, c'est à dire le mouvement vertical du porte-roue 3 par rapport à la caisse 8 du véhicule est permis par le mouvement relatif des deux parties de la coulisse. Le système de suspension comprend en outre un basculeur 4 articulé dans le plan de carrossage d'une part au bras inférieur 6 et d'autre part au porte-roue 3 par l'intermédiaire d'une bielle 7. Le basculeur 4 est de plus articulé dans le plan de carrossage à la partie inférieure 51 de la coulisse. Sur cette figure, le carrossage est représenté nul (c'est à dire que plan de la roue PR correspond au plan vertical PV perpendiculaire au sol S).
[0026] Les figures 2 et 3 montrent le dispositif de la figure 1 dans différentes positions de carrossage. A la figure 2, la roue est inclinée vers l'intérieur du véhicule (le carrossage est donc négatif). A la figure 3, la roue est inclinée vers l'extérieur du véhicule (le carrossage est donc positif). Comme on le voit bien en comparant les figures, le mouvement de carrossage de la roue par rapport à la caisse est lié aux oscillations du basculeur 4 par rapport à la coulisse 5 et au bras inférieur 6. [0027] A la figure 4, on a représenté schématiquement le fait que le ressort de suspension 9 peut être associé à la coulisse 5 et constituer ainsi une jambe de force de manière connue en soi. Alternativement, comme cela est représenté à la figure 5, le ressort de suspension 9 peut être indépendant de la coulisse 5 et agir par exemple directement entre la caisse 8 et le bras inférieur 6.
[0028] Aux figures 6 à 9, on a représenté en perspective et très schématiquement différents exemples de configurations possibles du dispositif de suspension selon l'invention. Pour simplifier le dessin, l'ensemble formé par la roue 2 et le porte-roue 3 est en particulier représenté comme un élément rigide unique prenant appui sur le sol.
[0029] Ces différents exemples de configurations ont en commun l'emploi d'un bras inférieur 6 en forme de triangle associé à une bielle de pince ou de direction 61 et d'une jambe de force 5 combinant la coulisse et le ressort de suspension 9.
[0030] Dans le mode de réalisation de la figure 6, la partie inférieur 51 de la coulisse comporte une première liaison rotule 241 avec le basculeur 4 et une deuxième liaison rotule 251 avec le porte-roue 3. La bielle 71 comporte une première liaison pivot selon l'axe 27 avec le basculeur 4 et une deuxième liaison pivot selon l'axe 28 avec le porte-roue 3. Les axes 27 et 28 sont de préférence parallèles et sensiblement horizontaux. Ces deux liaisons pivot permettant de transmettre les efforts de braquages du porte-roue vers le bras inférieur 6 et la biellette 61 par l'intermédiaire de la bielle 71. L'axe 23 est l'axe autour duquel oscille le basculeur 4 par rapport au bras inférieur 6 et à la biellette de direction 61.
[0031] De préférence, dans cette configuration, le point d'attache supérieur 54 de la coulisse à la caisse du véhicule est aligné avec les rotules 241 et 251 et avec l'axe A de la coulisse. Cette condition géométrique permet de garantir que les mouvements de carrossage et les mouvements de suspension demeurent indépendants de la rotation de la jambe de force. [0032] Alternativement, si cette condition géométrique n'est pas remplie, la partie inférieure 51 de la jambe de force peut comporter un bras de reprise de couple 53 apte à limiter ladite rotation (et donc ses effets). Cette alternative est représentée à la figure 7. Le bras de reprise 53 peut prendre appui sur le basculeur 4 par l'intermédiaire d'une liaison adaptée. Bien qu'on ait représenté ici une liaison rotule 242, un simple appui suffit et évite tout hyperstatisme. La raideur de cette liaison peut être très inférieure à celle de la rotule 241. Le bras de reprise 53 peut être rigidement lié à la coulisse comme illustré ici mais il peut également être articulé sur la coulisse, pourvu que ce bras permette de limiter la rotation de la coulisse.
[0033] La figure 8 représente un mode de réalisation alternatif à celui de la figure 7. La différence concerne justement l'articulation de la jambe de force (c'est à dire de sa partie inférieure 51) sur le basculeur 4. Cette articulation utilise ici un pivot 243 fonctionnant selon un axe 24. Ce pivot assure donc la tenue en rotation de la coulisse en lieu et place du bras 53 de la figure 7. Cette configuration exige, du fait de son caractère hyperstatique, une bonne précision dans la réalisation des pivots et rotules. De préférence, les axes 23, 24, 27 et 28 sont parallèles et sensiblement horizontaux.
[0034] La configuration de la figure 9 utilise également une liaison pivot 243 d'axe 24 entre la partie inférieure 51 de la jambe de force et le basculeur 4 mais en outre une liaison pivot 252 d'axe 25 entre la jambe de force et le porte-roue 3. La bielle 72 peut alors être articulée entre le basculeur et le porte-roue par de simples liaisons ponctuelles (rotules ou équivalents fonctionnels). Dans cette configuration, les efforts de braquage de la roue sont donc transmis du porte-roue 3 vers le bras inférieur 6 et la biellette 61 par l'intermédiaire de la partie inférieure 51 de la coulisse. Ceci est une différence avec les configurations des figures 6 à 8 dans lesquelles c'est la bielle 71 qui assure cette transmission. De préférence, dans la configuration de la figure 9, les axes 23, 24 et 25 sont parallèles et sensiblement horizontaux. [0035] Aux figures 10 à 12, on a représenté selon différentes vues un mode de réalisation du dispositif de suspension selon l'invention. Ce mode de réalisation correspond plus particulièrement au principe décrit à la figure 7, il est ici spécialement adapté pour une roue avant motrice et directrice d'un véhicule de tourisme. La roue n'est pas représentée pour simplifier la lecture des dessins mais l'homme du métier pourra se fier à la position du disque de frein pour appréhender la disposition des différents éléments. Le bras inférieur de suspension est ici un triangle 6 et le braquage de la roue est contrôlé par une biellette de direction 61 placée en avant du triangle.
[0036] Sur ces figures, on peut apercevoir la forme particulière de la jambe de force 5 et surtout de sa partie inférieure 51. La partie inférieure 51 de la jambe de force 5 comprend une corne 55 s'étendant jusqu'à son articulation (par une rotule 251) sur le porte-roue 3. Cette corne est également articulée dans sa partie centrale au basculeur 4 par l'intermédiaire d'une rotule 241. La partie inférieure 51 de la coulisse 5 comprend un bras de reprise 53 également lié au basculeur 4. Le rôle de ce bras est de contrôler la rotation de la coulisse comme décrit à la figure 7. La partie inférieure 51 comporte de manière connue en soi un assemblage par chape avec le combiné ressort-amortisseur. Afin d'établir la comparaison avec les principes exposés aux figures 1 à 4, notons que la partie inférieure 51 de la coulisse 5 regroupe ici la corne 55, le bras 53 et le corps de l'amortisseur. La partie supérieure 52 correspond essentiellement à la tige de l'amortisseur télescopique. Ces deux parties sont mobiles l'une par rapport à l'autre afin de procurer le degré de liberté de suspension verticale du véhicule. De plus, le braquage de la roue s'accompagne d'une rotation de la partie inférieure 51 autour de la tige de la jambe de force.
[0037] La bielle 71 relie le basculeur 4 au porte -roue 3 par l'intermédiaire des axes 27 et 28 et assure ainsi la transmission des efforts de braquage depuis le porte-roue vers la biellette de direction 61. La biellette de direction 61 est liée par l'intermédiaire d'une rotule 232 au basculeur 4. Le basculeur est d'autre part lié au triangle inférieur 6 par une rotule 231. L'axe 23 est donc défini par ces deux rotules, c'est l'axe autour duquel peut osciller le basculeur par rapport à la caisse. [0038] On voit également bien (particulièrement à la figure 11) que cette configuration permet le passage d'un arbre de transmission entre la corne 55 et le bras 53 ainsi qu'au centre d'un évidemment prévu dans le basculeur 4.
[0039] La figure 12 montre en vue éclatée les éléments essentiels de ce mode de réalisation afin de faciliter la compréhension de cette configuration préférée. Lorsque le dispositif est assemblé, la rotule 232 de la biellette de direction 61 est fixée dans la chape 233 du basculeur 4, la rotule inférieure 251 du porte-roue 3 est fixée à l'extrémité 253 de la corne 55, la rotule 241 de la corne 55 est fixée à l'œil 243 du basculeur 4, la rotule inférieure 231 du basculeur 4 est fixée à l'extrémité 234 du bras inférieur 6, le bras de reprise 53 est lié au basculeur 4 par l'articulation 242 et la bielle 71 est fixée par son axe 28 au porte-roue 3 et par son axe 27 au basculeur 4.
[0040] Sur cette vue éclatée, on voit en particulier mieux l'articulation 242 qui lie le bras de reprise 53 au basculeur 4. Cette articulation est de préférence élastomérique et relativement souple afin d'autoriser de petits déplacements sans générer d'efforts importants. Au contraire, les rotules 241, 231 et 251 sont de préférence très rigides car elles conditionnent la précision du guidage de la roue, en particulier en carrossage et en braquage. Pour la même raison, les pivots de la bielle 71 sur le basculeur 4 et sur le porte-roue 3 sont de préférence d'une grande rigidité, par exemple réalisés par des paliers lisses ou des roulements à billes, à aiguilles ou à rouleaux.
[0041] Les figures 13 à 18 représentent des exemples particuliers d'essieux selon l'invention. Un essieu selon l'invention comporte pour chaque roue un dispositif de suspension (1 et l') selon l'invention. De préférence, les mouvements de carrossage des deux roues de l'essieu sont en outre liés par l'intermédiaire de moyens de liaison en carrossage par exemple comme ceux décrits dans la demande publiée WO 05/021294 ou dans la demande déposée sous le numéro FR 04/06930. [0042] De préférence encore, la liaison en carrossage est assurée par l'intermédiaire de la translation de la barre anti-roulis de l'essieu.
[0043] Aux figures 13 à 18, on a ainsi représenté différents modes de réalisation d'une caractéristique préférentielle des dispositifs de suspension selon l'invention consistant à lier les mouvements de carrossage d'une roue par rapport à l'autre roue du même essieu par l'intermédiaire d'un déplacement transversal de la barre anti-roulis.
[0044] Les figures 13 à 18 montrent des essieux reprenant pour chaque roue d'un train avant ou arrière le schéma de la figure 7. Admettons que l'avant du véhicule se trouve sur la droite des figures.
[0045] A la figure 13, une barre anti-roulis 100 relie les triangles inférieurs 6 et 6' afin de transférer une partie de la charge d'une roue vers l'autre en cas de débattement de suspension différent de manière connue en soi. Pour cela, la barre anti-roulis 100 est guidée en rotation et en translation selon l'axe AB par rapport à la caisse par des supports 101 et 101' et reliée à chaque triangle par des tirants verticaux 102 et 102'. Selon une caractéristique préférée de l'invention, la barre anti-roulis assure également une fonction de liaison en carrossage. Pour cela, des tirants horizontaux 103 et 103' lient la barre anti-roulis aux deux basculeurs 4 et 4' . Les oscillations de carrossage des basculeurs provoquent une translation (selon l'axe AB) de la barre anti-roulis et sont ainsi rendues dépendantes l'une de l'autre. Sur cet exemple, l'axe de pivotement AB de la barre anti-roulis se trouve devant l'essieu et les tirants horizontaux agissent sur les tirants verticaux.
[0046] A la figure 14, la barre anti-roulis se trouve derrière l'essieu et les tirants horizontaux (103, 103') agissent directement sur la barre, non loin de son axe de pivotement AB. [0047] A la figure 15, la barre anti-roulis se trouve devant l'essieu et les tirants horizontaux (103, 103') sont liés aux porte -roues 3 et 3'. Ils agissent sur la barre par l'intermédiaire des tirants verticaux (102, 102').
[0048] A la figure 16, les tirants horizontaux (103, 103') sont liés aux parties inférieures 51 et 51' des coulisses. Ils agissent sur la barre par l'intermédiaire des tirant verticaux (102, 102'), c'est à dire qu'ils les utilisent comme levier amplifiant les efforts transmis à la barre et réduisant la course transversale de la barre dans ses supports.
[0049] A la figure 17, les tirants horizontaux (103, 103') sont liés aux basculeurs 4 et 4'. Ils agissent directement sur la barre. Les tirant verticaux (102, 102') sont liés à la partie inférieure de la jambe de force, par exemple au corps de l'amortisseur.
[0050] A la figure 18, la barre anti-roulis se trouve derrière l'essieu. Elle est directement liée aux parties inférieures 51 et 51' sans tirant, ni vertical ni horizontal.
Les supports de la barre anti-roulis par rapport à la caisse sont également différents en ce qu'ils utilisent des biellettes sensiblement verticales 104 et 104'. A la figure 18, on a représenté en outre un vérin 110 apte à influencer les mouvements d'oscillation de la biellette 104, c'est à dire la translation de la barre anti-roulis 100 et donc les mouvements de carrossage des roues de l'essieu. Ce vérin peut être un actionneur commandé (par exemple en fonction de paramètres de roulage du véhicule) ou un simple amortisseur passif.
[0051] Les figures 13 à 18 illustrent quelques configurations possibles de la liaison en carrossage réalisée par l'intermédiaire de la translation de la barre anti-roulis, de nombreuses autres configurations sont envisageables.
[0052] Ce principe de liaison en carrossage peut en fait être appliqué à tout dispositif de suspension à variation de carrossage des roues, comme par exemple ceux décrits dans les demandes de brevets publiées sous les numéros WO 01/072572, EP 1247663, EP 1275534, WO 04/052666, WO 04/058521 ou WO 05/021294 ou dans les demandes déposées sous les numéros FR 04/06930, FR 04/07409 ou FR 05/04271.
[0053] La figure 19 montre l'exemple d'une liaison en carrossage réalisée par l'intermédiaire de la translation de la barre anti-roulis dans le cas d'un dispositif de suspension selon les demandes WO 01/072572, WO 04/058521, FR 04/06930 ou
FR 05/04271. Si l'on observe la partie gauche du dessin, on voit que la barre anti-roulis
100 est ici liée par un tirant vertical 102 au bras inférieur et qu'un tirant horizontal 103 lie l'extrémité du tirant vertical à l'une des biellettes de carrossage (ici la biellette intérieure 76). Ainsi, les mouvements de carrossage de la roue 2 (gauche sur cette figure) sont liés à ceux de la roue opposée 2' (droite sur cette figure) par l'intermédiaire de la translation de la barre anti-roulis 100 dans les supports 101 et 101'.
[0054] La figure 20 montre l'exemple d'une liaison en carrossage réalisée par l'intermédiaire de la translation de la barre anti-roulis dans le cas d'un dispositif de suspension selon les demandes WO 04/052666, FR 04/07409 ou FR 05/04271. Si l'on observe la partie gauche du dessin, on voit que la barre anti-roulis 100 est ici liée par un tirant vertical 102 au bras inférieur et qu'un tirant horizontal 103 lie l'extrémité du tirant vertical à l'un des leviers de carrossage (ici le levier 54). Ainsi, les mouvements de carrossage de la roue 2 (gauche sur cette figure) sont liés à ceux de la roue opposée
2' (droite sur cette figure) par l'intermédiaire de la translation de la barre anti-roulis 100 dans les supports 101 et 101'.
[0055] Dans les différents modes de réalisation, on a représenté un bras inférieur 6 en forme de triangle. Ce triangle peut bien sûr, de manière connue en soi, être remplacé par deux bras disposés en triangle. De même, pour le cas d'une roue non directrice, le bras inférieur peut bien sûr prendre la forme d'un trapèze et assurer à lui seul la tenue en braquage de la roue (c'est à dire sans recourir à une biellette de pince 61).
L'expression « bras inférieur » de la présente demande recouvre donc différentes possibilités bien connues de l'homme du métier des suspensions. [0056] Sauf précision supplémentaire, le terme « pivot » tel qu'employé dans la présente demande désigne indifféremment une liaison permettant à la fois une rotation autour d'un axe et une translation selon ce même axe (que l'on désigne généralement « pivot glissant ») et une liaison ne permettant que la rotation autour de l'axe (que l'on désigne généralement « pivot non-glissant »). Le choix du type de pivot peut affecter la transmission des efforts mais n'affecte normalement pas la cinématique du dispositif.

Claims

Revendications
1. Dispositif de suspension (1) d'une roue (2) par rapport à la caisse (8) d'un véhicule, ledit dispositif autorisant un mouvement de suspension sensiblement vertical et un mouvement de carrossage du porte-roue (3) par rapport à la caisse du véhicule, le dispositif comprenant une coulisse (5) et un bras inférieur (6), la coulisse comprenant une partie supérieure (52) et une partie inférieure (51) mobiles l'une par rapport à l'autre, la partie supérieure étant liée à la caisse et la partie inférieure étant liée au porte-roue, le dispositif comprenant en outre un basculeur (4) articulé dans le plan de carrossage d'une part au bras inférieur et d'autre part par l'intermédiaire d'une bielle
(7) au porte-roue, le basculeur étant en outre articulé dans le plan de carrossage à la partie inférieure de la coulisse.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la bielle (71) est articulée respectivement au basculeur (4) et au porte -roue (3) par l'intermédiaire de liaisons pivot
(27, 28).
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la partie inférieure de la coulisse est articulée au porte-roue par l'intermédiaire d'une liaison rotule (251).
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la partie inférieure de la coulisse est articulée au basculeur par l'intermédiaire d'une liaison rotule (241), un bras de reprise (53) limitant la rotation de la partie inférieur de la coulisse.
5. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la partie inférieure de la coulisse est articulée au basculeur par l'intermédiaire d'une liaison pivot (243).
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le bras inférieur est un triangle, le basculeur étant articulé au triangle par l'intermédiaire d'une liaison rotule, le dispositif comprenant en outre une bielle de direction (61) agissant directement sur le basculeur.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le ressort de suspension (9) agit au sein de la coulisse.
8. Essieu pour véhicule comprenant pour chaque roue de l'essieu un dispositif de suspension selon l'une des revendications précédentes.
9. Essieu selon la revendication 8 comprenant en outre des moyens de liaison en carrossage rendant le carrossage de chaque roue dépendant du carrossage de l'autre roue de l'essieu.
10. Essieu selon la revendication 9, les moyens de liaison en carrossage assurant en outre la fonction anti-roulis de l'essieu.
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